作為現(xiàn)階段全球最大的碳排放交易體系，歐盟碳市場自啟動以來，既見證了配額過剩、碳價低迷的曲折階段，同時，也經(jīng)歷了近年來碳價大幅回漲的強(qiáng)勢回歸。自鳴鑼開市的十六年來，歐盟碳市場有力地促進(jìn)了低碳技術(shù)在歐洲的發(fā)展和企業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型。
碳交易體系在歐洲是如何發(fā)展？又如何擺脫窘境？這其中不僅涉及到碳市場參與者范圍的不斷擴(kuò)大，同時，碳交易價格的發(fā)現(xiàn)機(jī)制，以及碳價推動減排的機(jī)理，都在歐洲碳交易的演變歷程中起到了至關(guān)重要的作用，這些經(jīng)驗(yàn)，對我國的碳市場建設(shè)有著一定的啟發(fā)和借鑒意義。
歐盟碳市場發(fā)展歷程回溯
歐盟碳排放交易體系(EU ETS)為目前全球最大規(guī)模的碳市場，年度總交易量在2020年占比全球碳交易量的九成，在30個國家運(yùn)行(歐盟27個成員國以及歐洲經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)的挪威、冰島和列支敦士登三國)，并與瑞士碳市場鏈接，覆蓋歐盟年度溫室氣體排放的45%，約11000多個排放設(shè)施。
歐盟碳市場于2005年啟動，其中第一期2005-2007年為試運(yùn)行階段，2008年正式開始第二期運(yùn)行，2013-2020年為第三期，目前處于第四期階段。英國脫歐之后，已經(jīng)于2021年退出EU ETS，實(shí)施單獨(dú)的碳交易機(jī)制。
作為總量控制交易機(jī)制(cap-and-trade), 歐盟碳市場設(shè)定溫室氣體排放上限，通過拍賣和免費(fèi)分配來發(fā)放碳配額。如圖1所示，這一配額總量上限是陸續(xù)下降的。據(jù)歐盟委員會公布的官方數(shù)據(jù)顯示，在2020年，碳市場覆蓋下的電力工業(yè)和航空業(yè)的總排放量為13.8億噸，比上年下降13.3%。雖然主要原因是疫情影響經(jīng)濟(jì)活動水平，但這一數(shù)值仍比2008年的21億噸的總排放量下降了35%，推動了歐盟實(shí)現(xiàn)2020年的氣候目標(biāo)。
圖1 2008年以來歐洲碳市場分行業(yè)的年度排放量及配額總量Cap(百萬噸)
來源: Refinitiv，歐盟委員會
歐洲碳價走勢與波動分析
回顧十幾年來歐洲碳交易市場的價格走勢，在第一期試運(yùn)行階段，因?yàn)榕漕~不能延續(xù)到下一周期，所以在2007年下跌，接近零價；此后，由于受到2008-2009年金融危機(jī)的影響，歐洲企業(yè)排放量大幅下降，加之碳配額(EUA)供給嚴(yán)重過剩，碳價多年一直低迷。
2018年，歐盟正式通過了新的市場改革措施，確定將收緊配額供給并實(shí)施市場穩(wěn)定儲備機(jī)制(Market Stability Reserve), 提升了市場信心，碳價大幅回漲。盡管在2020年初，因疫情爆發(fā)影響經(jīng)濟(jì)活動，碳價隨之下跌，但在之后又因?yàn)闅W盟強(qiáng)調(diào)綠色復(fù)蘇，并提升了2030年減排目標(biāo)，碳價隨之再次回升。
此外，歐盟有雄心的氣候目標(biāo)也吸引了新的投資者進(jìn)入碳交易，碳價在2021年持續(xù)上升，于5月初突破50歐元大關(guān)，最高時達(dá)到56.9歐元/噸。目前價位保持在在53歐元/噸。（如圖2所示）
圖2 2005年以來歐洲碳市場價格走勢(EUA 12月份期貨合約，歐元每噸) 來源：Refinitiv Eikon
歐洲碳市場交易額逐年上升
歐洲碳交易產(chǎn)品非常豐富，包括一級市場如配額拍賣，以及二級市場如現(xiàn)貨期貨，碳遠(yuǎn)期，碳掉期等多種類型的金融產(chǎn)品。其中，標(biāo)桿產(chǎn)品仍然是當(dāng)年12月份到期的期貨合約。這些產(chǎn)品目前主要在洲際交易所（ICE）以及歐洲能源交易所（EEX）進(jìn)行交易。ICE的期貨交易量最大，每天平均為5000萬噸左右，而EEX則是歐盟碳配額拍賣的主要平臺，期貨交易量日均為兩百萬噸。
隨著歐洲碳價在近幾年來的大幅上漲，碳交易量和交易額也陸續(xù)上升，年年創(chuàng)下新高（如圖3所示）。根據(jù)路孚特全球碳市場年度報告的統(tǒng)計(jì)，2020年歐洲碳市場配額的各種產(chǎn)品總交易量為80億噸，交易總金額為2014億歐元，占到全球碳交易額的九成。這使得目前，歐洲碳市場仍保持著全球最大碳交易體系的稱號。
圖3 近四年的歐洲碳市場交易量和交易金額走勢來源：Refinitiv, ICE， EEX
碳交易參與主體日趨多元
在歐洲碳市場啟動之初，只要是符合條件的企業(yè)、機(jī)構(gòu)或個人，都可以在碳市場登記開設(shè)賬戶，并按照交易所的規(guī)定開展交易活動。整體來看，碳交易的參與主體主要分為控排企業(yè)和非控排企業(yè)，同時，各個行業(yè)的碳資產(chǎn)管理策略又不盡相同。
其中，歐洲的電力行業(yè)自2013年起就幾乎不再有免費(fèi)配額發(fā)放，需要通過拍賣或者在二級市場購入配額用于履約；同時，由于電力企業(yè)在能源交易市場本就活躍，因此，在碳交易中表現(xiàn)也相對活躍。從工業(yè)領(lǐng)域來看，工業(yè)企業(yè)因?yàn)橛写罅康拿赓M(fèi)配額以及歷史累積的過剩配額，在碳交易中表現(xiàn)并不很活躍；部分配額有缺口的工業(yè)企業(yè)，大多采用固定采購的方式來補(bǔ)足碳配額。在非控排企業(yè)中，又分為一般金融中介機(jī)構(gòu)和基金等，其交易的重點(diǎn)和策略也大有不同。
根據(jù)ICE交易所公開的最新碳配額期貨持倉數(shù)據(jù)顯示，控排企業(yè)仍然占據(jù)主要的交易份額，比例為76%；各類金融機(jī)構(gòu)持倉占比24%。相對于2020年同期水平，控排企業(yè)持倉略有下降，金融機(jī)構(gòu)多有上升，其中又是以基金投資者的份額上升的最多——從去年的 3%上升到7%（如圖4所示）。
圖4 2020年和2021年5月底的歐洲碳市場各類型機(jī)構(gòu)期貨持倉份額比較 來源：Refinitiv, ICE
此外，投資和信用機(jī)構(gòu)等在碳市場成立之初就一直參加碳交易，主要作為金融中介，服務(wù)于沒有自營交易業(yè)務(wù)的中小型控排企業(yè)；而基金投資者是近兩年來，才在歐洲碳交易中逐漸活躍的新交易主體。同時，歐盟穩(wěn)健的氣候政策和碳價的上漲吸引了新的金融投資者涌入碳市場，把碳配額作為規(guī)避和對沖氣候政策風(fēng)險的優(yōu)質(zhì)資產(chǎn)，作為中長期資產(chǎn)持倉，不輕易拋售。
有雄心的氣候目標(biāo)是推升碳價的根本原因
事實(shí)上，近年來歐洲碳價大幅上漲的根本原因，還是來源于歐盟有雄心的氣候目標(biāo)——減排力度越高，碳配額的供給就減少，稀缺性就會增強(qiáng)；由此，企業(yè)更加意識到碳價成本的影響，惜售現(xiàn)有的過剩配額，或者因?yàn)轭A(yù)期未來配額短缺而提高了對配額的需求，支撐了碳價。
碳市場的配額總量，即Cap是由歐盟的總減排目標(biāo)決定的。2020年9月份，歐盟委員會提出要將2030年減排目標(biāo)從40%提高為至少55%，目標(biāo)的明確，也提高了碳市場的減排力度和配額總供給的收緊。在現(xiàn)行的氣候目標(biāo)要求下，碳市場2030年減排力度為43%，承擔(dān)的減排責(zé)任略高于非碳市場行業(yè)——如交通和農(nóng)業(yè)部門。在歐委會發(fā)布的量化評估報告中指出，未來碳市場減排力度大約會提升到62%-65%，這也意味著配額總供給會持續(xù)下降。
圖5展示了路孚特碳研究組估算的不同氣候目標(biāo)下碳市場配額總量的變化趨勢。假設(shè)在55%的減排目標(biāo)下，碳市場將承擔(dān)65%的減排比例，同時考慮到立法的時間長度，預(yù)期從2025年起將每年的配額總供給調(diào)低，那么每年Cap的線性遞減參數(shù)LRF將 從40%減排目標(biāo)下的2.2%上升為6.1%——即配額總供給每年下降的幅度將從0.48億噸提高到1.34億噸，配額總量大幅削減。
圖5 歐盟新舊2030氣候目標(biāo)下碳市場配額總量Cap變化趨勢不同場景來源：Refinitiv, 歐盟委員會
同時，歐委會2030氣候目標(biāo)量化評估中還設(shè)計(jì)了一個調(diào)整Cap的場景，即在2025年將Cap降低到實(shí)際排放量，使其更加符合排放量的實(shí)際趨勢。這些政策措施都會減少碳市場的配額總量，并支撐碳價。在歐委會即將頒布的碳市場改革方案中，也包括調(diào)整配額總量的主要參數(shù)，這些具體細(xì)節(jié)都會引起碳交易各方的關(guān)注。
碳價通過“燃料轉(zhuǎn)換”
在電力市場中推動電力行業(yè)減排
電力行業(yè)的排放量自2008年以來每年平均下降4%，雖然主要是因?yàn)檎咧С窒驴稍偕茉吹拇罅Πl(fā)展，但也有部分原因是碳價推動了天然氣替代煤炭發(fā)電——這一“燃料轉(zhuǎn)換”（fuel switching）降低了碳排放量。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2020年，可再生能源發(fā)電量占到了歐盟27國發(fā)電量的近40%，天然氣發(fā)電占比25%，而煤電占比下降到了13%，遠(yuǎn)低于2000年的占比30%。
與此同時，歐洲碳市場和電力市場的緊密結(jié)合和相互影響，使得碳價可以更好地發(fā)揮作用，推動天然氣替代煤炭發(fā)電。在經(jīng)濟(jì)調(diào)度的自由電力市場中，發(fā)電機(jī)組在日前電力市場按照邊際成本高低進(jìn)行排序，由邊際成本決定出清機(jī)組。因?yàn)樘烊粴獍l(fā)電的度電碳排放系數(shù)只有煤炭發(fā)電的一半，所以面對相同的碳價，氣電的碳排放成本低于煤電。在電力市場中引入碳價，就會提高燃煤和燃油等高排放機(jī)組的邊際成本，而燃?xì)鈾C(jī)組的成本增加幅度相對較小。
當(dāng)碳價達(dá)到一定程度時，就會使得天然氣發(fā)電更有競爭力，在電力現(xiàn)貨市場中替代煤電機(jī)組成為邊際出力機(jī)組，實(shí)現(xiàn)“燃料轉(zhuǎn)換”。由此，發(fā)電側(cè)的碳排放就會因?yàn)槊弘姲l(fā)電小時的下降而減少，從而體現(xiàn)了碳價的作用。根據(jù)2020年25歐元/噸的平均碳價，用模型估算這一價位大概推動了電力減排0.5億噸二氧化碳，占到當(dāng)年電力行業(yè)碳排放下降幅度的40%。
圖6展示了假設(shè)的電力市場優(yōu)先次序（merit order）曲線在引入碳價前后的邊際出清機(jī)組的變化。在引入碳價之前，左圖的負(fù)荷曲線顯示，硬煤機(jī)組為邊際出清機(jī)組；而在引入碳價之后，右圖中紅色虛線部分則表示碳價推高了化石能源發(fā)電的邊際成本，可再生能源和核電機(jī)組等零排放電源不受影響。碳價作用之下，低效的煤電邊際成本會超過氣電的邊際成本；這種情況下，就會出現(xiàn)“燃料轉(zhuǎn)換”，即右圖中紅色箭頭所示，低效的煤電與氣電轉(zhuǎn)換了位置，氣電成為出清機(jī)組。
圖6 引入碳價前后的優(yōu)先次序曲線和出清機(jī)組
來源：秦炎. 歐洲碳市場推動電力減排的作用機(jī)制分析[J]．全球能源互聯(lián)網(wǎng)，2021，4(1)：37-45．
碳價與“燃料轉(zhuǎn)換”價格的高度相關(guān)性
當(dāng)然，一定水平的碳價是否能夠?qū)崿F(xiàn)“燃料轉(zhuǎn)換”——使氣電更有優(yōu)勢，也取決于天然氣和煤炭的價格水平。如果天然氣價格較低，比如2020年，那么較低水平的碳價就可以實(shí)現(xiàn)“燃料轉(zhuǎn)換”，氣電成為現(xiàn)貨電力市場的出清機(jī)組。相反，如果天然氣價格暴漲，比如2021年第二季度的走勢，那么就需要更高的碳價才能實(shí)現(xiàn)“燃料轉(zhuǎn)換”。
事實(shí)上，利用碳、煤、氣這三者之間的緊密關(guān)系實(shí)現(xiàn)“燃料轉(zhuǎn)化”，其實(shí)也是因?yàn)椤叭剂限D(zhuǎn)換”是發(fā)電側(cè)短期內(nèi)最迅速且最容易實(shí)現(xiàn)的減排措施，因此，由煤炭和天然氣價格決定的燃料轉(zhuǎn)換價格其實(shí)就相當(dāng)于 “理論碳價”, 對于市場交易碳價有一定的參考意義——市場碳價低于燃料轉(zhuǎn)換價格，那么煤電就有相對優(yōu)勢，反之，則氣電有相對優(yōu)勢，將更多地作為出清機(jī)組實(shí)現(xiàn)減排。
市場實(shí)際數(shù)據(jù)也反映了碳價和燃料轉(zhuǎn)換價格之間的高度相關(guān)性。圖7是2019年以來歐洲碳價和年度期貨的天然氣和煤炭價格計(jì)算的燃料轉(zhuǎn)換價格，同時考慮了不同效率的煤電和氣電。
從圖7中可以看出，最初碳價和36%效率煤電的燃料轉(zhuǎn)換價格大致處在相同水平（20歐元/噸），說明碳價只能對較老的煤電機(jī)組產(chǎn)生減排作用。而之后隨著天然氣價格不斷走低，碳價漲至較新的煤電機(jī)組的燃料轉(zhuǎn)換價格——40%甚至42%效率。這說明因?yàn)闅鈨r下降提高了天然氣發(fā)電成本的優(yōu)勢，碳配額只需要在20歐元/噸左右的價位，就可以將中等效率甚至較新的煤電機(jī)組排擠出優(yōu)先次序曲線，壓低其運(yùn)行小時。然而在2021年以來，由于天然氣價格飆升，超過了煤炭價格上升的幅度，所以燃料轉(zhuǎn)換價格也被氣價拉高，等于理論碳價也隨之走高，從30歐元到超過50歐元。由此可見燃料價格的變化對碳價的反饋影響。
圖7 2019年以來歐洲碳價和不同效率的燃料轉(zhuǎn)換價格走勢(年度期貨)來源：Refinitiv
展望歐洲碳價長期走勢
將漲至近百歐元
短期內(nèi)，碳價和燃料轉(zhuǎn)換價格關(guān)系密切；從長期角度來看，決定碳價的主要參數(shù)仍是減排成本。電力行業(yè)的減排措施主要包括氣電替代煤電，可再生能源替代火電等。工業(yè)行業(yè)的減排措施包括能效提高，燃料替代，工藝流程技術(shù)進(jìn)步和氫能以及碳捕集、利用與封存等，成本逐漸升高。與2021年對比，2030年能夠?qū)崿F(xiàn)的減排措施主要在工業(yè)行業(yè)，而且需要借助于成本較高的綠氫或者碳捕集等技術(shù)，所需碳價成本接近一百歐元。
路孚特碳研究組根據(jù)自有的歐洲碳價模型，基于對排放量和配額總量以及交易策略等的假設(shè)和量化分析。假設(shè)條件包括：歐盟2030年55%減排目標(biāo)下，碳市場承擔(dān)65%的減排義務(wù)，并考慮到法案討論和最終通過所需的時間（假設(shè)碳市場配額總量從2025年才開始修訂）。在基準(zhǔn)情景中，碳價在近幾年保持在年均48歐元左右。隨著配額供給的收緊以及快速發(fā)展的可再生能源和全面退煤，減排責(zé)任從電力行業(yè)逐漸轉(zhuǎn)向工業(yè)部門，這就需要更昂貴的減排措施，預(yù)計(jì)到2030年，碳價將被推高至91歐元/噸。
同時，碳價的走勢受到碳市場的政策設(shè)計(jì)影響，比如市場穩(wěn)定儲備機(jī)制 (Market Stability Reserve, MSR)的參數(shù)設(shè)計(jì)。這是歐盟為了應(yīng)對需求側(cè)沖擊和配額過剩來穩(wěn)定碳市場的機(jī)制，主要原理是歐盟每年發(fā)布截至上一年底碳市場的累積過剩配額總數(shù)，即2008年以來的配額總供給減去總的排放量。然后過剩配額總數(shù)的24%要轉(zhuǎn)存入MSR，實(shí)際操作則是在年度配額拍賣量中減去相應(yīng)的數(shù)額；根據(jù)現(xiàn)行規(guī)定，2024年起這一比例將要降低至12%（但是目前歐盟在討論對MSR參數(shù)的修改，預(yù)計(jì)于7月中旬將有新的提案出臺）。如果假設(shè)MSR的比例保持在24%，那么就意味著配額拍賣量持續(xù)大幅削減，收緊配額供給，提升碳價。如圖8，路孚特碳模型估算碳價將陸續(xù)上升至年均超過50歐元/噸，到2030年達(dá)到100歐元/噸，這其實(shí)也是歐盟碳市場對不履約行為的罰款上限。
圖8 2021年至2030年歐盟碳價預(yù)測(2021年6月基準(zhǔn)情景以及24%MSR情景) 來源：Refinitiv
歐洲碳交易的發(fā)展歷程對我國的啟示
我國碳市場將于2021年正式啟動，從覆蓋的排放量來看，將成為全球最大的碳市場，受到各界矚目。
歐洲碳交易市場發(fā)展十幾年以來，多經(jīng)波折，通過不斷修改配額分配方法，改革市場并削減過剩配額，才使得低迷多年的碳價有所回升，并突破50歐元的高位。這個陸續(xù)演變的過程說明了機(jī)制完善的碳市場，以及明確的長期減排目標(biāo)，對于保障市場參與主體的信心以及激發(fā)碳價信號有著積極的影響。
借鑒歐盟將總的長期氣候目標(biāo)細(xì)分到碳市場的減排貢獻(xiàn)，我國需要設(shè)立逐年遞減的碳市場排放總量目標(biāo)，而不是強(qiáng)度目標(biāo)。只有確定了碳市場配額總數(shù)逐年遞減，控排企業(yè)才會更加意識到未來配額的稀缺性和碳價成本，加大減排力度。同時，歐盟市場穩(wěn)定儲備機(jī)制的實(shí)施，有效收緊了配額供給并且提升了參與者信心，穩(wěn)定了市場；同時也說明，市場調(diào)節(jié)機(jī)制仍然是必不可少的。英國最新建立的碳市場也設(shè)立了成本控制機(jī)制，抑制過度投機(jī)和穩(wěn)定碳價。
值得注意的是，盡管歐洲碳市場推動燃料轉(zhuǎn)換和電力減排的經(jīng)驗(yàn)和作用值得借鑒，但也需要考慮到我國和歐洲的能源市場在電源結(jié)構(gòu)上的巨大差異。
首先，在歐洲的電力現(xiàn)貨市場中，碳價傳導(dǎo)入批發(fā)電價，所以發(fā)電側(cè)并不負(fù)擔(dān)太多碳成本，這和我國目前的電價機(jī)制有所差異。
其次，我國目前仍以煤炭發(fā)電為主，天然氣發(fā)電機(jī)組在總裝機(jī)容量中不到5%，并且氣電因?yàn)槌杀景嘿F且缺乏有力的政策支持，近年來發(fā)展受阻。
因此，與歐洲天然氣發(fā)電機(jī)組占比25%相比較，我國電源結(jié)構(gòu)基本沒有單純通過碳價推動燃料轉(zhuǎn)換的潛力，需要設(shè)計(jì)具有中國特色，符合中國碳中和路徑的碳定價機(jī)制。
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